推断精细的手指运动以控制假肢:基于超声波的方法来实时估计手指动力学

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 生物医学工程 生物医学工程
• 人与计算机的交互

背景情况:

• 机器人假肢目前提供有限的功能,通常仅限于离散的手势.
• 现有的使用电肌图 (EMG) 或超声波 (美国) 的系统难以推断连续的精细运动运动.
• 需要先进的基于传感器的系统来提高假肢的灵巧性和采用.

研究的目的:

• 开发一个端到端的机器人系统,能够实时推断细微的,随时间演变的手指运动.
• 在机器人假肢中弥合生理信号和复杂的运动控制之间的差距.
• 为了提高假肢手的功能,用于需要灵巧的任务.

主要方法:

• 使用超声波 (美国) 图像来捕捉肌肉动态.
• 模拟人类手作为机器人操纵器用于中间表示.
• 开发了一个实时推断系统,用于精细的手指运动检测.

主要成果:

• 成功演示了精细的手指运动的实时推断.
• 验证了系统控制复杂任务的假肢手动的能力.
• 展示了重播钢琴音乐和在键盘上打字的应用.

结论:

• 开发的端到端系统代表了朝着更具功能性的机器人假肢迈出的重要一步.
• 这项技术有可能大大提高手臂截肢者的假肢能力和采用率.
• 这是第一个在综合系统中对下游任务进行这种精细运动控制推断的研究.